CN109161120B - 抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用 - Google Patents

抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109161120B
CN109161120B CN201810707813.2A CN201810707813A CN109161120B CN 109161120 B CN109161120 B CN 109161120B CN 201810707813 A CN201810707813 A CN 201810707813A CN 109161120 B CN109161120 B CN 109161120B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aging
agent
cable protection
composite material
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810707813.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109161120A (zh
Inventor
袁伟
李伟
汤咏莉
严世勇
麦志伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Wlr Technology Co ltd
Original Assignee
Guangdong Wlr Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Wlr Technology Co ltd filed Critical Guangdong Wlr Technology Co ltd
Priority to CN201810707813.2A priority Critical patent/CN109161120B/zh
Publication of CN109161120A publication Critical patent/CN109161120A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109161120B publication Critical patent/CN109161120B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/12—Polypropene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/18—Applications used for pipes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/08—Polymer mixtures characterised by other features containing additives to improve the compatibility between two polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及抗老化材料技术领域，具体涉及抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用，其中，一种抗老化材料，包括如下重量份的原料：PVC树脂60‑70份、PP树脂55‑70份、PE树脂30‑35份、抗老化助剂5‑10份、相容剂4‑6份、偶联剂3‑5份、抗冲击剂3‑6份；所述抗老化助剂为抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂以重量份数4‑6:3‑7:3‑5:2‑4组成的混合物，具有优异的抗老化性能，且其阻燃性能和抗冲击性能及机械性能良好。

Description

抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用
技术领域
本发明涉及抗老化材料技术领域，具体涉及抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用。
背景技术
电缆保护管又名电力电缆保护管、水泥电缆保护管、电力排管、电力电缆保护管等。电缆保护管主要安装在通讯电缆与电力线交叉的地段，防止电力线发生断线造成短路事故，引起通讯电缆和钢丝绳带电的情况发生。电缆保护管用于保护电缆、交换机、机芯板，以至整机不被烧坏，对电力线磁场干扰也起到一定的隔离作用。
由于时代的发展，水泥制作或者其他金属或非金属制作的复合材料保护管都逐渐被塑料保护管所代替，但是，由于电缆保护管的应用环境恶劣，通常需要对塑料材质进行增强改性，提高电缆保护管的使用寿命，避免由于电缆保护管发生损坏造成内部电线外漏或电线断线出现漏电或短路事故。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的第一目的在于提供一种抗老化材料，具有优异的抗老化性能，且其阻燃性能和抗冲击性能及机械性能良好。
本发明的第二目的在于提供一种抗老化材料的制备方法，其制备步骤简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，适合大规模生产，且制得的材料具有优异的抗老化性能。
本发明的第三目的在于提供一种抗老化材料在制备电缆保护管中的应用，制备的电缆保护管具有优异的抗老化性能，且其抗冲击性能和机械性能良好，抗冲击强度在16.8-17.8KJ/m2之间，拉伸强度在80-84MPa之间，阻燃等级为A级，且受热不易发生变形，其热变形温度在90.1-97.3℃的范围内,性质稳定，使用寿命长，制备方法简单，易于控制。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种抗老化材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001715930760000021
所述抗老化助剂为抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂以重量份数4-6:3-7:3-5:2-4组成的混合物。
本发明采用上述原料制备PVC-PP-PE复合材料，能使PVC-PP-PE复合材料具有优异的抗老化性能、抗冲击性能和阻燃性能，耐候性佳，力学性能优良，其抗冲击强度在16.8-17.8KJ/m2之间，拉伸强度在80-84MPa之间，同时，受热不易发生变形，其热变形温度在90.1-97.3℃的范围。
PVC在复合材料燃烧的过程中分解产生的HCl气体可以隔绝氧气，阻止复合材料燃烧，同时PVC脱氯能吸收大量的热，从而降低复合材料的热释放速率与热释放总量，达到阻燃的目的；PE具有良好的力学性能和较高的使用温度，加工温度范围比较宽，抗老化性能比较好，而PP具有良好的抗疲劳性能和较低的密度(0.830-0.915g/cm3)且价格低廉、纤维强度高、耐磨和耐热，因此，采用PVC、PP和PE树脂共混生产的复合材料具有优异的抗老化性能、阻燃性能，其强度高、质轻、成本低。
通过试验发现，将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂按上述重量份数进行复配组成的复合抗老化体系协同效应显著，可提高PVC-PP-PE复合材料的耐热稳定性和光稳定性，有效抑制复合材料的热老化降解和光老化降解，提高复合材料的使用寿命。其中光稳定剂、紫外线吸收剂复合使光稳定效果更好，而光屏蔽剂和光稳定剂并用可产生良好的抗光老化效果。
当添加上述重量份数的相容剂和偶联剂时，不仅使复合材料保持PVC、PP和PE各自的原有性能，并且提高PVC-PP-PE共混体系的相容性，提高复合材料的机械性能，同时改善复合材料的加工性和分散性，提高复合材料的稳定性。当相容剂的重量份数过高时，PVC-PP-PE复合材料的力学性能呈下降趋势，且其挤出成型不稳定。
本发明进一步设置为：所述抗氧剂为抗氧剂DLTP、抗氧剂CA、对羟基苯甲醚、对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中的至少一种；所述光稳定剂为光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂622中的至少一种；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂BAD、紫外线吸收剂327、紫外线吸收剂326中的至少一种；所述光屏蔽剂为TiO2、ZnO中的至少一种。
本发明通过采用上述的抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂，使抗老化助剂与其他原料组份具有更好的协同作用，提高复合材料的抗老化性能。
优选地，抗氧剂为对羟基苯甲醚与抗氧剂CA组成的混合物，光稳定剂为光稳定剂622，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂326和紫外线吸收剂BAD组成的混合物。
通过试验发现，对羟基苯甲醚与抗氧剂CA组成的复合抗氧体系协同效应显著，且当羟基苯甲醚与抗氧剂CA按重量份数比为0.2-0.4：0.1-0.2时，体系的热稳定效果更好，可以显著提高PVC-PP-PE复合材料的耐热稳定性，有效抑制复合树脂的热老化降解；而光稳定剂622、紫外线吸收剂326和紫外线吸收剂BAD三元复合并用体系协同效应显著，且当紫外线吸收剂326：紫外线吸收剂BAD为3-4:1-2时光稳定效果更好，光屏蔽剂TiO2、ZnO和光稳定剂622并用，可产生良好的抗老化效果，因此，可以显著提高PVC-PP-PE复合材料的耐光老化性能，有效抑制光老化降解。
本发明进一步设置为：所述相容剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的相容剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，有效降低PVC树脂、PP树脂和PE树脂与其他原料反应时分子间的界面张力，进而提高界面粘接力，使分散相和连续相均匀，形成稳定的结构，促进PVC-PP-PE复合材料各原料的相互配合反应，提高PVC-PP-PE复合材料的拉伸强度、抗冲击强度等机械性能，改善加工流变性，提高表面光洁度。
优选地，所述相容剂是由氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯按重量比为1-4:3-5组成的混合物。
通过试验发现，当采用上述的组份及重量比的相容剂时，PVC-PP-PE复合材料的抗拉伸强度、撕裂伸长率及爆破压力显著增强，说明采用上述组份及重量比的相容剂时共混物的相容性好，界面粘接性增强。当氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯之间的重量比过高或过低时，PVC-PP-PE复合材料的力学性能呈下降趋势，且其挤出成型不稳定。
本发明进一步设置为：所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、焦磷酸酯钛酸酯和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。
本发明通过采用上述种类的偶联剂，能与其他原料相配合作用、协同反应，有效提高各原料间的紧密结合，能提高PVC树脂、PP树脂和PE树脂与抗冲击剂、偶联剂、相容剂和抗老化助剂之间的界面性能，提高原料的分散性、黏性、相容性和加工性能，使制得的PVC-PP-PE复合材料具有较佳的抗冲击性、分散性、粘结力、抗老化性能、强度等综合性能。
优选地，所述偶联剂是由甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比为3-5:7-8组成的混合物。
其中，采用的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷提高PVC-PP-PE复合材料的机械性能、耐老化性能和耐候性能，粘合力佳，耐久性强；采用的甲基三乙氧基硅烷能有效提高PVC-PE复合材料的抗冲性能、流变性、加工性和稳定性等性能。经试验发现，当采用上述组份和重量比的偶联剂时，PVC-PP-PE复合材料的抗拉伸强度显著增强，且复合材料具有优异的抗老化性能和抗冲击性能。当甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷之间的重量比过高或过低时，PVC-PP-PE复合材料的力学性能呈下降趋势，且其挤出成型不稳定。
本发明进一步设置为：所述抗冲击剂为硅藻土、植物纤维和木粉以重量份数为3-4：1-2：3组成的混合物。
本发明通过采用上述组份和重量比的抗冲击剂，可以改善PVC-PP-PE复合材料挤出过程中的不稳定流动现象，提高抗冲击剂在复合体系中的分散性及其与复合树脂的相容性，有利于改善PVC-PP-PE复合材料的挤出稳定性，提高复合材料的拉伸性能、抗老化性能、弯曲强度以及改善复合材料的耐热性能，制成的复合材料具有优异的抗冲击性能。
通过试验发现，硅藻土的含量过高时，会导致PVC-PP-PE复合树脂塑化不良，粘度增加，MVR值下降，复合体系相容性下降，复合材料拉伸强度、冲击强度及弯曲强度降低；当硅藻土的含量过低时，会影响复合材料挤出过程的稳定性，使挤出的复合材料表面粗糙，同时，硅藻土的含量过低时，制成的PVC-PP-PE复合材料的力学性能下降。
当植物纤维的含量过高时，PVC-PP-PE复合材料的韧性、抗老化性能和耐热性能降低，且弯曲强度下降，混合体系的相容性及挤出稳定性下降，制品表面粗糙；当植物纤维的含量过低时，PVC-PP-PE复合材料的抗拉伸性能和抗冲击性能降低，制成的复合材料易发生热收缩现象。
适量木粉的添加可提高复合体系的炭化效果，与PVC协调作用，提高成炭速率增加成炭量，有利于提高复合材料的阻燃性，同时增强PE分子链的热稳定性及增强复合材料的力学性能。当木粉的含量过高时，抗老化助剂在复合体系中的分散性及其与复合体系的相容性较差，影响复合材料的力学性能；当木粉的含量过低时，复合材料的成炭效果差，其阻燃性能下降，抗冲击性能较低。
本发明进一步设置为：所述硅藻土的粒径为15-20μm，所述植物纤维的长度为0.5-0.8cm，所述木粉的粒径为300-450μm。
本发明通过采用上述粒径及长度，提高了PVC-PP-PE复合树脂的相容性，制成的PVC-PP-PE复合材料的抗冲击性能、抗拉伸性能良好，且其具有良好的阻燃性能和挤出稳定性。
当硅藻土的粒径过大时，复合体系的流动阻力过大，导致MVR下降，而过小粒径的硅藻土难以加工。
当植物纤维的长度过长时，会降低复合体系的相容性，使复合材料的加工性能降低，且制成的复合材料的韧性、弹性均下降；当植物纤维的长度过短时，复合材料的抗拉伸性能及抗冲击性能下降。
当木粉的粒径过大时，木粉表面的粗糙度高，结构较松散，非极性的PE和PP树脂与呈极性的木粉之间的相容性较差，PP和PE熔体不易向木粉中渗透，进而使木粉容易形成空洞缺陷，复合材料在承受较大的拉伸力时容易在缺陷处形成应力集中使材料容易出现断裂现象，因此当木粉粒径过大时会使复合材料的拉伸强度下降，木粉粒径过小时，会影响复合材料的弯曲性能、冲击性能和拉伸强度。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种抗老化材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将PVC树脂和抗冲击剂混合并搅拌均匀，得A剂；
S2、将A剂、PP树脂、PE树脂、相容剂和偶联剂混合并搅拌均匀，得B剂；
S3、将抗老化助剂与B剂混合并搅拌均匀，得混合料；
S4、将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得抗老化材料。
本发明通过采用上述技术方案，由于PVC链极性强，与硅藻土和木粉相容性较PE和PP更好，本发明的制备方法先将PVC树脂与抗冲击剂混合并搅拌均匀，使PVC部分包裹于抗冲击剂表面形成分散相，降低体系的粘度，提高复合材料的加工流动性。然后将相容剂和偶联剂与A剂、PP树脂和PE树脂混合并搅拌均匀，相容剂和偶联剂对PVC、PP和PE共混体系进行增容改性，增加共混体系之间的键合力，提高PVC-PP-PE复合树脂的界面粘接强度，进而提高复合材料的力学性能。通过相容剂和偶联剂对复合树脂进行改性并使各组分均匀的分散于体系中后再添加抗老化助剂，多次分别添加试剂有利于提高各组分在混合体系中的均匀性，使抗老化助剂均匀地分散于混合体系中，提高复合材料的抗老化性能和稳定性，制成的PVC-PP-PE复合材料不易发生变性，提高复合材料的使用寿命。
本发明进一步设置为：所述S1的搅拌转速为600-800r/min，所述S2和S3的搅拌转速为1800-2000r/min；所述挤出设备的一区温度为200-240℃，二区温度为260-275℃，三区温度为280-300℃，四区温度为305-315℃，五区温度为280-295℃。
本发明通过采用上述的搅拌速度，使混合体系中各组分充分接触，提高接枝率和复合树脂的产率，缩短反应时间，提高生产效率。
当S1的搅拌速度过高时，搅拌过程产生的剪切作用力会将包裹于抗冲击剂表面的PVC树脂从抗冲击剂表面脱离，使体系的粘度升高，进而使制备后的PVC-PP-PE复合材料的加工性能下降，当S2和S3的搅拌速度过高时，搅拌过程产生的剪切力会破坏树脂的交联结构，复合树脂的界面粘接强度下降，相容性降低，进而使制备的PVC-PP-PE复合材料的机械性能下降。当搅拌速度过低时，各组分混合不均匀，进而使PVC树脂不能很好的包裹于抗冲击剂表面，同时接枝率和以及复合树脂产率下降，不能得到具有高抗老化性、抗冲击性及高耐阻燃性的PVC-PP-PE复合材料，且由于PVC树脂不能很好包裹于抗冲击剂表面形成分散相，使体系粘度上升，进而使复合材料的加工流动性下降。
本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种抗老化材料在制备电缆保护管中的应用，所述电缆保护管的制备步骤为：将抗老化材料加热至265-270℃进行熔融，然后加入至成型模具中成型，冷却后得到电缆保护管。
本发明通过将PVC-PP-PE复合材料进行熔融后成型、冷却，使制得的电缆保护管具有优异的抗老化性能、抗冲击性、拉伸强度和硬度等综合性能。制备的电缆保护管抗冲击强度在16.8-17.8KJ/m2之间，拉伸强度在80-84MPa之间，阻燃等级为A级，且受热不易发生变形，其热变形温度在90.1-97.3℃的范围内,性质稳定，使用寿命长，制备方法简单，易于控制。
本发明的有益效果在于：本发明的抗老化材料通过添加特定重量份数的相容剂和偶联剂，使复合材料保持PVC、PP和PE各自的原有性能的同时提高PVC-PP-PE共混体系的相容性，提高复合材料的机械性能，同时改善复合材料的加工性和分散性，提高复合材料的稳定性。采用PVC、PP和PE树脂共混生产的复合材料具有优异的抗老化性能、阻燃性能，其强度高、质轻、成本低。将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂按本发明的重量份数进行复配组成的复合抗老化体系协同效应显著，可提高PVC-PP-PE复合材料的耐热稳定性和光稳定性，有效抑制复合材料的热老化降解和光老化降解，提高复合材料的使用寿命；
本发明的抗老化材料的制备方法先将PVC树脂与抗冲击剂混合并搅拌均匀，使PVC部分包裹于抗冲击剂表面形成分散相，降低体系的粘度，提高复合材料的加工流动性。然后将相容剂和偶联剂与A剂、PP树脂和PE树脂混合并搅拌均匀，相容剂和偶联剂对PVC、PP和PE共混体系进行增容改性，增加共混体系之间的键合力，提高PVC-PP-PE复合树脂的界面粘接强度，进而提高复合材料的力学性能。通过相容剂和偶联剂对复合树脂进行改性并使各组分均匀的分散于体系中后再添加抗老化助剂，多次分别添加试剂有利于提高各组分在混合体系中的均匀性，使抗老化助剂均匀地分散于混合体系中，提高复合材料的抗老化性能和稳定性，制成的PVC-PP-PE复合材料不易发生变性，提高复合材料的使用寿命。而采用特定的搅拌速度，使混合体系中各组分充分接触，提高接枝率和复合树脂的产率，缩短反应时间，提高生产效率。
本发明通过将PVC-PP-PE复合材料进行熔融后成型、冷却，使制得的电缆保护管具有优异的抗老化性能、抗冲击性、拉伸强度和硬度等综合性能。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种抗老化材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001715930760000091
其中，抗老化助剂为抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂以重量份数4:3:3:2组成的混合物。
抗氧剂为对羟基苯甲醚与抗氧剂CA以重量份数为0.2:0.1组成的混合物，光稳定剂为光稳定剂622，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂326和紫外线吸收剂BAD以重量份数3:1组成的混合物，光屏蔽剂为TiO2、ZnO以重量份数1:1组成的混合物。
相容剂是由氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯按重量比为1:3组成的混合物。
偶联剂是由甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比为3:7组成的混合物。
抗冲击剂为硅藻土、植物纤维和木粉以重量份数为3：1：3组成的混合物，其中，硅藻土的粒径为15μm，植物纤维的长度为0.5cm，木粉的粒径为300μm。
如上所述的抗老化材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将上述重量份数的PVC树脂和抗冲击剂混合并搅拌均匀，得A剂；
S2、将A剂、PP树脂、PE树脂、相容剂和偶联剂混合并搅拌均匀，得B剂；
S3、将抗老化助剂与B剂混合并搅拌均匀，得混合料；
S4、将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得抗老化材料。
其中，S1的搅拌转速为600r/min，所述S2和S3的搅拌转速为1800r/min；挤出设备的一区温度为200℃，二区温度为260℃，三区温度为280℃，四区温度为305℃，五区温度为280℃。
由上述抗老化材料制备的电缆保护管，制备电缆保护管的步骤为：将抗老化材料加热至265℃进行熔融，然后加入至成型模具中成型，冷却后得到电缆保护管。
实施例2
一种抗老化材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001715930760000111
其中，抗老化助剂为抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂以重量份数5:5:4:3组成的混合物。
抗氧剂为对羟基苯甲醚与抗氧剂CA以重量份数为0.3:0.15组成的混合物，光稳定剂为光稳定剂622，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂326和紫外线吸收剂BAD以重量份数3.5:1.5组成的混合物，光屏蔽剂为TiO2、ZnO以重量份数1:1组成的混合物。
相容剂是由氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯按重量比为2.5:4组成的混合物。
偶联剂是由甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比为4:7.5组成的混合物。
抗冲击剂为硅藻土、植物纤维和木粉以重量份数为3.5:1.5:3组成的混合物，其中，硅藻土的粒径为17.5μm，植物纤维的长度为0.65cm，木粉的粒径为375μm。
如上所述的抗老化材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将上述重量份数的PVC树脂和抗冲击剂混合并搅拌均匀，得A剂；
S2、将A剂、PP树脂、PE树脂、相容剂和偶联剂混合并搅拌均匀，得B剂；
S3、将抗老化助剂与B剂混合并搅拌均匀，得混合料；
S4、将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得抗老化材料。
其中，S1的搅拌转速为700r/min，所述S2和S3的搅拌转速为1900r/min；挤出设备的一区温度为220℃，二区温度为265℃，三区温度为290℃，四区温度为310℃，五区温度为290℃。
由上述抗老化材料制备的电缆保护管，制备电缆保护管的步骤为：将抗老化材料加热至267℃进行熔融，然后加入至成型模具中成型，冷却后得到电缆保护管。
实施例3
一种抗老化材料，包括如下重量份的原料：
Figure BDA0001715930760000121
其中，抗老化助剂为抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂以重量份数6:7:5:4组成的混合物。
抗氧剂为对羟基苯甲醚与抗氧剂CA以重量份数为0.4:0.2组成的混合物，光稳定剂为光稳定剂622，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂326和紫外线吸收剂BAD以重量份数4:2组成的混合物，光屏蔽剂为TiO2、ZnO以重量份数1:1组成的混合物。
相容剂是由氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯按重量比为4:5组成的混合物。
偶联剂是由甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷以重量比为5:8组成的混合物。
抗冲击剂为硅藻土、植物纤维和木粉以重量份数为4:2:3组成的混合物，其中，硅藻土的粒径为20μm，植物纤维的长度为0.8cm，木粉的粒径为450μm。
如上所述的抗老化材料的制备方法，包括如下步骤：
S1、将上述重量份数的PVC树脂和抗冲击剂混合并搅拌均匀，得A剂；
S2、将A剂、PP树脂、PE树脂、相容剂和偶联剂混合并搅拌均匀，得B剂；
S3、将抗老化助剂与B剂混合并搅拌均匀，得混合料；
S4、将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得抗老化材料。
其中，S1的搅拌转速为800r/min，所述S2和S3的搅拌转速为2000r/min；挤出设备的一区温度为240℃，二区温度为275℃，三区温度为300℃，四区温度为315℃，五区温度为295℃。
由上述抗老化材料制备的电缆保护管，制备电缆保护管的步骤为：将抗老化材料加热至270℃进行熔融，然后加入至成型模具中成型，冷却后得到电缆保护管。
实施例4
一种抗老化材料，实施例4与实施例1的不同在于，抗氧剂为抗氧剂DLTP，光稳定剂为光稳定剂770，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂327，光屏蔽剂为TiO2。
相容剂为乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。
实施例5
一种抗老化材料，实施例5与实施例1的不同在于，抗氧剂为2-叔丁基对苯二酚，光稳定剂为光稳定剂944，紫外线吸收剂为紫外线吸收剂326，光屏蔽剂为ZnO。
相容剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯，偶联剂为焦磷酸酯钛酸酯和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于，对比例1中所添加的PP树脂和PE树脂按重量份数计均为0份。
对比例2
对比例2与实施例1的不同之处在于，对比例2的抗老化剂为对羟基苯甲醚与抗氧剂CA以重量份数为0.2:0.1组成的混合物。
对比例3
对比例3为市售的普通PVC电缆保护管。
性能测试
将采用实施例1-5制得的电缆保护管和对比例1-3的材料制得的电缆保护管分别进行抗冲击性能、阻燃性能、抑烟性能、拉伸强度、热变形温度等性能测试，测试结果如表1所示：
表1实施例1-5和对比例1-3制得的电缆保护管性能测试结果汇总表
Figure BDA0001715930760000141
由表1可知，本发明制得的电缆保护管的阻燃等级为A级，烟密度等级在14-18之间，烟密度下降，显示较好的抑制延误能力，抑烟效果佳，具有优异的抗冲击强度和拉伸强度，其抗冲击强度在16.8-17.8KJ/m2之间，拉伸强度在80-84MPa之间，同时，受热不易发生变形，其热变形温度在90.1-97.3℃的范围。
将采用实施例1-5制得的电缆保护管和对比例1-3的材料制得的电缆保护管进行热老化性能试验和光老化性能试验。其中，热老化性能试验方法根据GB/T 2951.12-2008《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法》进行测试，并将测试结果记录于表2。光老化试验采用人工紫外灯加速老化试验方法，将电缆保护管置于光老化箱内，用紫外碳弧光照射，定时取样，以电缆保护管开始脆化时为老化终止评价指标。试验温度为50℃，每间隔2小时取一组样品,进行拉伸强度测试，并将测试结果记录于表3。
表2实施例1-5和对比例1-3制得的电缆保护管经热老化试验后的拉伸强度测试结果
Figure BDA0001715930760000151
表3实施例1-5和对比例1-3制得的电缆保护管经紫外光照后的拉伸强度测试结果
Figure BDA0001715930760000152
Figure BDA0001715930760000161
由表2和表3可知，将实施例1-5和对比例1-3的电缆保护管进行热老化试验和光老化试验后，每隔两小时测试试验后的电缆保护管的抗拉伸强度，由电缆保护管的抗拉伸强度来测定电缆保护管的抗老化性。由实施例1-5和对比例2对比可发现，本发明通过将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂按特定重量份数进行复配组成的复合抗老化体系协同效应显著，提高了电缆保护管的耐热稳定性和光稳定性，有效抑制复合材料的热老化降解和光老化降解，提高复合材料的使用寿命。
其中，由表2和表3实施例1-3和实施例4-5对比可知，在经过相同时间的紫外光照射和热老化性能测试后，实施例4-5的拉伸强度的减小的幅度大于实施例1-3的拉伸强度的减小幅度，说明对羟基苯甲醚与抗氧剂CA组成的复合抗氧体系以及光稳定剂622、紫外线吸收剂326和紫外线吸收剂BAD三元复合并用体系协同效应更显著，且当羟基苯甲醚与抗氧剂CA按重量份数比为0.2-0.4：0.1-0.2时，体系的热稳定效果更好，可以显著提高电缆保护管的耐热稳定性，有效抑制复合树脂的热老化降解，当紫外线吸收剂326：紫外线吸收剂BAD为3-4:1-2时光稳定效果更好，光屏蔽剂TiO2、ZnO和光稳定剂622并用，可产生良好的抗老化效果。
表2中实施例1-5在热老化试验初期(2-4h)电缆保护管的拉伸强度增大，表3中实施例1-5在紫外光照初期(2h)时电缆保护管的拉伸强度也增大，将实施例1-5与对比例2对比可知，实施例1-5通过将抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂进行复配组成的复合抗老化体系比单独使用抗氧化剂时抗老化效果好。经试验发现，当在复合树脂中添加经抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂进行复配组成的复合抗老化剂后，对电缆管进行热老化试验和光老化试验的初期，由于复合抗老化剂的作用，树脂分子同时发生交联和降解反应，且交联反应占优势，使试验初期电缆保护管的拉伸强度呈现增大现象，随着试验时间的延长，降解反应逐渐强于交联反应导致电缆保护管的拉伸强度下降，电缆保护管逐渐呈现老化现象，而相比只添加抗氧剂的对比例2，对比例2的电缆保护管在试验初期的抗拉伸强度便开始下降，且其下降幅度大于实施例的下降幅度，这说明本发明的抗老化剂的添加有利于抑制及减缓电缆保护管的老化，使电缆保护管的抗老化性能更优异。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗老化材料，其特征在于：包括如下重量份的原料：
Figure FDA0002634327560000011
所述抗老化助剂为抗氧剂、光稳定剂、紫外线吸收剂和光屏蔽剂以重量份数4-6:3-7:3-5:2-4组成的混合物；
所述抗氧剂为抗氧剂DLTP、抗氧剂CA、对羟基苯甲醚、对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中的至少一种；所述光稳定剂为光稳定剂770、光稳定剂944、光稳定剂622中的至少一种；所述紫外线吸收剂为紫外线吸收剂BAD、紫外线吸收剂327、紫外线吸收剂326中的至少一种；所述光屏蔽剂为TiO2、ZnO中的至少一种；
所述抗冲击剂为硅藻土、植物纤维和木粉以重量份数为3-4:1-2：3组成的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种抗老化材料，其特征在于，所述相容剂为氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯、乙烯-丙烯酸-甲酯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯一丙烯腈共聚物接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种抗老化材料，其特征在于，所述偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、焦磷酸酯钛酸酯和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种抗老化材料，其特征在于，所述硅藻土的粒径为15-20μm，所述植物纤维的长度为0.5-0.8cm，所述木粉的粒径为300-450μm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的抗老化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将PVC树脂和抗冲击剂混合并搅拌均匀，得A剂；
S2、将A剂、PP树脂、PE树脂、相容剂和偶联剂混合并搅拌均匀，得B剂；
S3、将抗老化助剂与B剂混合并搅拌均匀，得混合料；
S4、将混合料投入挤出设备进行混炼、挤出、造粒，制得抗老化材料。
6.根据权利要求5所述的一种抗老化材料的制备方法，其特征在于，所述S1的搅拌转速为600-800r/min，所述S2和S3的搅拌转速为1800-2000r/min；所述挤出设备的一区温度为240-260℃，二区温度为260-275℃，三区温度为280-300℃，四区温度为305-315℃，五区温度为280-295℃。
7.一种如权利要求1-4任一项所述的抗老化材料或由权利要求5或6所述的制备方法制得抗老化材料在制备电缆保护管中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述电缆保护管的制备步骤为：将抗老化材料加热至265-270℃进行熔融，然后加入至成型模具中成型，冷却后得到电缆保护管。
CN201810707813.2A 2018-07-02 2018-07-02 抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用 Active CN109161120B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810707813.2A CN109161120B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810707813.2A CN109161120B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109161120A CN109161120A (zh) 2019-01-08
CN109161120B true CN109161120B (zh) 2021-02-02

Family

ID=64897194

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810707813.2A Active CN109161120B (zh) 2018-07-02 2018-07-02 抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109161120B (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109796662B (zh) * 2019-02-16 2023-04-11 江西师范大学 一种pvc/pe共混物与pe的粘结件及其制备方法
CN110540714A (zh) * 2019-10-12 2019-12-06 江苏佰恩特新材料有限公司 海底电缆用tpv护套及其制备方法
CN110655716A (zh) * 2019-10-15 2020-01-07 高静静 一种环保电缆料及其制备方法
CN112175319A (zh) * 2020-09-30 2021-01-05 福建省永春佳威塑料包装制品有限公司 一种具有自清洁功能的pvc树脂瓦及其制备方法
CN112126178A (zh) * 2020-09-30 2020-12-25 福建省永春佳威塑料包装制品有限公司 一种耐老化的pvc塑料浪板及其制备方法
CN112831280A (zh) * 2020-12-31 2021-05-25 纳琳威纳米科技（上海）有限公司 一种耐黄变抗老化溶液型压敏胶及其制备和应用
CN116622194A (zh) * 2023-01-10 2023-08-22 东莞市盟丰实业有限公司 一种抗老化和抗紫外线的防渗漏原料桶及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101016361A (zh) * 2007-01-18 2007-08-15 武汉工程大学 一种同时增强聚烯烃极性和支化度的熔融制备方法
CN104194218A (zh) * 2014-09-01 2014-12-10 康泰塑胶科技集团有限公司 聚乙烯和聚氯乙烯共混改性的管材及其制备方法
CN105482484A (zh) * 2016-02-01 2016-04-13 广东工业大学 一种阻燃型木塑复合材料的制备方法
CN106243480A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 联泓(江苏)新材料研究院有限公司 一种eva型耐磨难燃弹性体材料及制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3399155A (en) * 1959-03-23 1968-08-27 Monsanto Co Blends of rigid vinyl chloride polymers and non-polar elastomers

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101016361A (zh) * 2007-01-18 2007-08-15 武汉工程大学 一种同时增强聚烯烃极性和支化度的熔融制备方法
CN104194218A (zh) * 2014-09-01 2014-12-10 康泰塑胶科技集团有限公司 聚乙烯和聚氯乙烯共混改性的管材及其制备方法
CN105482484A (zh) * 2016-02-01 2016-04-13 广东工业大学 一种阻燃型木塑复合材料的制备方法
CN106243480A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 联泓(江苏)新材料研究院有限公司 一种eva型耐磨难燃弹性体材料及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109161120A (zh) 2019-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109161120B (zh) 抗老化材料、制备方法及在制备电缆保护管中的应用
JP4270237B2 (ja) 非ハロゲン難燃性熱可塑性エラストマー組成物及びその製造方法並びにこれを用いた電線・ケーブル
CN102153812B (zh) 一种同轴电缆用热塑性聚烯烃护套料及其制备方法
KR20110067040A (ko) 내균열성 난연성 할로겐-무함유 케이블 조립체 및 코팅 조성물
WO2012169298A1 (ja) 電線成形体の製造方法
CN109161073A (zh) 一种耐老化抗冲击材料及其制备方法和制得的电缆保护管
CN113480795A (zh) 一种低烟无卤阻燃聚乙烯护套料及其制备方法
CN108623890B (zh) 一种高耐热绝缘材料及其制备方法和制得的电缆保护管
CN111004433A (zh) 一种光伏电缆用辐照交联低烟无卤护套材料及其制备方法
CN110194879B (zh) 一种高强度的mpp材料及其制备方法和制得的电缆保护管
CN111961274A (zh) 一种光伏电缆用绝缘材料及其制备方法
CN102731919A (zh) 一种高速挤出耐油耐磨型辐照交联橡胶材料及其制备方法
CN109627625B (zh) 一种抗冲击抗老化电缆保护管材料及其制备方法
JP5163597B2 (ja) ノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びその製造方法並びにこれを用いた電線・ケーブル
CN114163716A (zh) 高炭黑耐光氧老化硅烷交联聚乙烯绝缘料及制备方法
JP3989306B2 (ja) 耐トラッキング性と耐候性に優れた水架橋性樹脂組成物、及びそれからなる絶縁被覆層を持つ電力ケーブル
CN112521675B (zh) 一种绝缘耐寒电缆材料及其制备方法和应用
CN113462068B (zh) 一种阻燃隔氧层材料及其制备方法
CN114702742A (zh) 电线电缆用阻燃聚乙烯电缆料
JPH05112679A (ja) 難燃性架橋性ポリマー組成物
CN112300531B (zh) 一种热塑性耐油耐高温耐熔损型tpe电线料及其制备方法
CN106479035B (zh) 一种阻燃耐冲击的聚丙烯复合材料及其制备方法
KR20200007105A (ko) 말레산무수물 그래프트 poe 케이블 재료 및 그 제조 방법
CN111662497A (zh) 一种交联低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法
JP5769321B2 (ja) シラン架橋樹脂成形体の製造方法及びその方法を用いた成形体

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant